Cathepsin Z: Identifizierung und Charakterisierung einer neuen Cysteinpeptidase der Papainfamilie

Cathepsin Z konnte als neuer Vertreter der Papainfamilie C1A identifiziert werden. Im Mausorganismus kodiert die 1,4 kb umfassende Nukleotidsequenz für ein Polypeptid mit 306 Aminosäuren, beim Menschen setzt sich CTSZ aus 303 Aminosäuren zusammen. Die charakteristischen Merkmale einer papainähnlichen Cysteinpeptidase lassen sich für CTSZ nachweisen: Neben den typischen Aminosäureresten Cys/His/Asn der katalytischen Triade sind weitere konservierte Regionen zu finden, ebenso ist die Präproenzym-Struktur vorhanden. Zwei potentielle N-Glykosilierungsstellen machen eine Sortierung des Proteins in die Lysosomen über den Mannose-6-Phosphat-Rezeptor-Mechanismus möglich. Auffallend in der Struktur von CTSZ sind das extrem kurze Propeptid mit einem RGD-Motiv sowie drei Insertionen in der Sequenz des reifen Enzyms. Reifes murines CTSZ weist eine relativ geringe Homologie zu den paralogen Enzymen der Papainfamilie auf, wobei die höchste Identität zu murinem CTSC besteht. Allerdings existieren Orthologe mit hoher Sequenz-Übereinstimmung nicht nur beim Menschen, sondern auch bei Bos taurus, Rattus norvegicus und verschiedenen Nematoden wie z.B. Urechis caupo. CTSZ wird bei Maus und Mensch ubiquitär exprimiert, mit höchster Expression in den Organen Leber und Lunge. Die chromosomale Lokalisation des CTSZ-Gens ist - abweichend von allen anderen bisher bekannten Cathepsinen der Papainfamilie - im murinen Genom auf Chromosom 2 und beim Mensch auf Chromosom 20. Diese Regionen zeigen eine hohe Syntenie-Homologie zwischen Maus und Mensch. Aufgrund der strukturellen Besonderheiten und geringen Verwandschaft von CTSZ zu seinen Paralogen sowie der einzigartigen chromosomalen Lokalisation nimmt CTSZ eine Sonderstellung innerhalb der Papainfamilie C1A ein. Die ubiquitäre Expression des Enzyms und die hohe Konservierung in evolutionär sehr entfernt verwandten Spezies lassen für CTSZ eine essentielle Rolle bei der unspezifischen Proteindegradation in den Lysosomen der Zelle vermuten.

Author dc:creator

• Olshausen, Inga von

Contributors dc:contributor

• Peters, Christoph

• Cathepsin Z
• Cysteinpeptidase
• Papainfamilie
• Lysosom
• Cysteine Peptidase
• Papain Family
• Lysosome

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